第13章 第4节 热机效率和环境保护（新教案）-2023-2024学年九年级上册物理（沪科版）.docx

教案：第13章第4节热机效率和环境保护

一、教学内容

1.热机的效率：学生需要了解热机的效率的概念，理解热机效率的计算方法，以及影响热机效率的因素。

2.提高热机效率的途径：学生需要掌握提高热机效率的方法，包括改善燃料的燃烧条件，减少热损失等。

3.热机对环境的影响：学生需要了解热机排放的废气对环境的影响，以及如何减少这些影响。

二、教学目标

1.学生能够理解热机的效率的概念，掌握热机效率的计算方法。

2.学生能够了解提高热机效率的途径，能够分析实际问题，提出解决方法。

3.学生能够了解热机对环境的影响，知道如何减少这些影响，培养学生的环保意识。

三、教学难点与重点

1.教学难点：热机效率的计算方法，以及如何减少热损失，提高热机效率。

2.教学重点：热机的效率的概念，提高热机效率的途径，热机对环境的影响。

四、教具与学具准备

1.教具：多媒体课件，黑板，粉笔。

2.学具：课本，笔记本，笔。

五、教学过程

1.实践情景引入：教师可以通过展示一些热机的图片，让学生了解热机在日常生活中的应用，引出本节课的主题。

2.知识点讲解：教师可以通过讲解热机的效率的概念，热机效率的计算方法，影响热机效率的因素，提高热机效率的途径，热机对环境的影响等知识点，让学生掌握本节课的主要内容。

3.例题讲解：教师可以选择一些与热机效率和环境保护相关的例题，进行讲解，让学生能够理解并应用所学知识。

4.随堂练习：教师可以设计一些随堂练习题，让学生在课堂上完成，检验学生对知识的掌握情况。

六、板书设计

板书设计如下：

第13章第4节热机效率和环境保护

一、热机的效率

1.概念

2.计算方法

3.影响因素

二、提高热机效率的途径

1.改善燃料的燃烧条件

2.减少热损失

三、热机对环境的影响

1.废气排放对环境的影响

2.减少废气排放的方法

七、作业设计

1.计算题：一个热机的效率为30%，如果输入的热量为1000J，求输出的有用能量。

答案：输出的有用能量为300J。

2.论述题：请你谈谈如何减少热机的废气排放，保护环境。

（1）改善燃料的燃烧条件，提高燃料的燃烧效率；

（2）加强热机的散热，减少热损失；

（3）采用先进的环保技术，对废气进行处理，减少对环境的影响。

八、课后反思及拓展延伸

1.课后反思：教师可以对本节课的教学效果进行反思，看看是否达到了预期的教学目标，学生对知识的掌握情况如何，有哪些需要改进的地方。

2.拓展延伸：教师可以引导学生进一步学习热机的相关知识，如热机的原理，热机的发展历程等，让学生对热机有更深入的了解。

重点和难点解析：热机效率的计算方法及影响因素

一、热机效率的计算方法

热机效率是热机输出功（或有用能量）与输入热量之比。其计算公式如下：

热机效率（η）=（输出功/输入热量）×100%

其中，输出功指的是热机在做功过程中对外做的有用功，输入热量是指热机在燃料燃烧过程中吸收的热量。

需要注意的是，热机效率的计算仅考虑了有用功与输入热量之间的关系，实际上，在热机工作过程中，总会有一部分热量散失到周围环境中，这部分热量不参与做功，因此在计算热机效率时，应从输入热量中扣除这部分热量。通常，这部分热量被称为废气热量。

二、影响热机效率的因素

1.燃料的燃烧程度：燃料燃烧得越充分，热量释放得越多，热机的效率相对较高。因此，提高燃料的燃烧程度是提高热机效率的关键因素之一。

2.热机的热损失：热机在工作过程中，总会有一部分热量损失，如散热、废气带走的热量等。减少这些热损失可以提高热机效率。

3.热机的结构和工作方式：不同的热机结构和工作方式对热机效率有直接影响。例如，相同类型的热机，循环方式、膨胀比等参数不同，其效率也会有所不同。

4.燃料的性质：燃料的性质，如热值、燃烧温度等，也会影响热机效率。高热值、高燃烧温度的燃料在燃烧过程中能释放更多的热量，从而提高热机效率。

5.操作条件：热机的操作条件，如转速、负荷等，也会对热机效率产生影响。在最佳操作条件下，热机效率可以达到最高。

三、提高热机效率的途径

1.改善燃料的燃烧条件：通过优化燃烧设备、提高燃料的预处理质量等方法，使燃料燃烧得更加充分，提高热机效率。

2.减少热损失：采用先进的绝热材料、提高热机部件的加工精度、改进热机的设计结构等方法，减少热损失。

3.优化热机的结构和工作方式：通过研究、改进热机的循环方式、膨胀比等参数，提高热机效率。

4.选用高热值、高燃烧温度的燃料：选用高质量的燃料，提高热机效率。

5.优化操作条件：在实际运行过程中，根据热机的工作特性，调整操作参数，使热机在最佳状态下运行，提高热机效率。

热机效率是热机设计和运行过程中需要重点关注的一个重要指标。通过了解热机效率的计算方法，分析影响